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昆明动物研究所在家养动物基因交流方面取得重要进展
2018-05-24 来源:进化与发育转录组学学科组 作者:
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  家养动物被人类成功驯化后,伴随着人类迁徙至世界各地。在这个过程中,家养动物会与当地各种野生近缘种相遇,从而发生杂交促使基因交流的发生。昆明动物研究所张亚平研究员、吴东东研究员课题组近期利用大规模基因组数据,阐明了基因交流在牛属动物的驯化以及环境适应中的重要作用,相关工作发表于Nature Ecology & Evolution, https://www.nature.com/articles/s41559-018-0562-y。  

  牛属现存物种,包括普通牛、瘤牛、大额牛、印度野牛、爪哇野牛、牦牛、欧洲野牛和美洲野牛等等,它们在人类文明发展过程中占有重要的地位。但牛属中存在很多关键科学问题未得以解决。研究人员对大额牛、印度野牛、爪哇野牛、欧洲野牛和美洲野牛进行了全基因组高覆盖测序, 同时包括多个物种的群体基因组测序。通过系统性地分析,确定了牛属之间的系统发育关系(图1),得出大额牛不是印度野牛的驯化种,而是一个独立的物种或亚种的结论。 

  进一步,研究人员分析发现牛属之间存在广泛的基因交流,并挖掘出瘤牛与巴厘牛(爪哇野牛驯化种),瘤牛与大额牛发生基因交流的区域,发现许多神经系统基因、免疫系统基因从瘤牛扩散至巴厘牛以及大额牛中。考虑到瘤牛的驯化时间较长,神经系统基因的快速进化是家养动物被成功驯化的关键,推测基因交流在促进动物被成功驯化的过程中起到重要的作用。 

  同时,研究人员亦发现分布在青藏高原上的牦牛与藏黄牛之间存在显著的基因交流。在家牛中受到选择作用的与毛色相关的MITF基因通过基因交流被导入到了牦牛基因组中,部分藏黄牛基因组中的低氧诱导通路基因EGLN1、EGLN2、HIF3a从牦牛中获得,这也提示,藏黄牛通过“拿来主义”从牦牛中快速获得适应高原低氧环境的遗传变异。这些研究结果表明基因交流是物种适应环境的重要方式之一,同时也是野生物种驯化的重要手段。 

 


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